О резонансе Шумана пишут и в учебниках геофизики, и на сайтах, обещающих «переход планеты на новую частоту». За одним названием скрываются две совсем разные истории: хорошо изученное физическое явление и набор легенд, выросших вокруг него. Попробуем разделить одно и другое.
Планета как резонатор
Поверхность Земли хорошо проводит электрический ток. На высоте нескольких десятков километров начинается ионосфера — слой атмосферы, где солнечное излучение отрывает электроны от атомов, и воздух тоже становится проводником. Между двумя проводящими оболочками остаётся прослойка обычного воздуха, который ток почти не проводит. Получается огромная сферическая полость, в которой радиоволны очень низкой частоты могут обегать планету, почти не затухая.
Если длина волны сопоставима с окружностью Земли, волна, обойдя шар, складывается сама с собой. Так возникает резонанс — примерно как звук в органной трубе, только роль трубы играет вся планета. Простая оценка даёт понятную цифру: свет проходит около трёхсот тысяч километров в секунду, окружность Земли — около сорока тысяч километров, значит, волна успевает обежать планету семь-восемь раз за секунду. Основная частота резонанса действительно лежит около 7,8 герца, а следующие — приблизительно у 14, 20, 26 и 33 герц.
Кто раскачивает этот колокол
Резонатор звучит не сам по себе: его возбуждают молнии. На Земле в каждый момент времени идут тысячи гроз, и каждую секунду происходят десятки разрядов. Каждый из них — короткий мощный импульс, который посылает электромагнитные волны во все стороны. Больше всего гроз над тропической Африкой, Южной Америкой и Юго-Восточной Азией, поэтому сила сигнала меняется в течение суток вслед за тем, где в данный момент наступил грозовой послеполуденный час.
Теоретически явление описал немецкий физик Винфрид Отто Шуман в 1952 году, а в последующие годы его удалось зарегистрировать приборами. Сигнал очень слаб: магнитная составляющая измеряется пикотеслами, то есть в десятки миллионов раз меньше постоянного магнитного поля Земли. Чтобы его поймать, станции ставят вдали от городов, линий электропередачи и железных дорог.
Зачем это изучают
Для геофизиков резонанс Шумана — удобный инструмент. По нему можно судить о грозовой активности всей планеты сразу, не расставляя датчики на каждом континенте. Поскольку число гроз связано с температурой в тропиках, исследователи обсуждают использование этих измерений как одного из косвенных показателей состояния климата. Кроме того, параметры резонанса зависят от высоты и состояния нижней границы ионосферы, а значит, отзываются на солнечные вспышки и магнитные бури.
Мифы о «пульсе Земли»
Вокруг явления сложилось несколько устойчивых представлений, которые не находят подтверждения.
- «Частота растёт и уже достигла 13 герц или больше». Основная частота задана размерами планеты и скоростью света. Она колеблется в пределах долей герца в зависимости от времени суток и состояния ионосферы, но никакого многолетнего роста станции наблюдения не фиксируют. Значения 14, 20 и далее — это не «новая частота», а давно известные следующие гармоники.
- «Всплески на графиках — скачки частоты». Популярные в сети цветные спектрограммы показывают не частоту, а силу сигнала на разных частотах. Яркие пятна обычно означают сильные грозы поблизости, помехи или технические сбои аппаратуры.
- «Мозг настроен на частоту Земли». Основная частота резонанса действительно попадает в тот же диапазон, что и некоторые ритмы электрической активности мозга. Но совпадение чисел само по себе ничего не доказывает. Сигнал крайне слаб, и убедительных, воспроизводимых данных о том, что он управляет самочувствием или сознанием человека, нет.
- «Из-за роста частоты сутки сократились до 16 часов». Длительность суток измеряется с огромной точностью, и она по-прежнему составляет 24 часа с отклонениями в тысячные доли секунды.
Почему легенда так живуча
У неё есть всё, что нужно красивой истории: настоящая научная фамилия, реальные графики и поэтичный образ планеты, у которой есть собственный ритм. Достаточно слегка сместить смысл слов — и слабое радиоизлучение гроз превращается в «сердцебиение Земли», меняющее человечество.
Настоящее явление от этого не становится менее удивительным. Вся планета, окружённая ионосферой, тихо гудит на частоте в несколько герц, и по этому гулу можно, сидя в одной точке, следить за грозами на другом конце света. Это не требует преувеличений — достаточно того, что есть.
